【正文】 SB SB1 SB3 SB4 SB5 SB6SB7 SB88 P L C HR1 HR2 HL1 HL2 HL3 HL4￥ HL5 HL6 HL7amp。顯示器顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間。 控制要求分析 當(dāng)主持人打開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，在設(shè)定時(shí)間 T1 內(nèi)，如果某組搶先按下?lián)尨鸢粹o，則驅(qū)動(dòng)音效電路發(fā)出聲響，并且在 8 段數(shù)碼管顯示器上顯示出搶答成功的組號(hào)，此時(shí)電路實(shí)現(xiàn)互鎖，其他組再按下?lián)尨鸢粹o為無(wú)效 。 PLC 的 I／ O 點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了 PLC 系統(tǒng)的功能要求，因此可在 I／ O 點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加 20％ ~30％的裕量。 (二 ) 存儲(chǔ)容量的選擇 用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與 PLC 系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 7 PLC 的容量包括 I／ O 點(diǎn)數(shù)和用戶 存儲(chǔ) 容量?jī)蓚€(gè)方面 (一 )I／ O 點(diǎn)數(shù)的選擇 PLC 平均的 I／ O 點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I／ O 點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的 I／ O 點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。 (五 )系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。 (四 )響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的 通用 控制器 ，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。 對(duì)于控 制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。 (三 )相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要 開(kāi)關(guān) 量控制的設(shè)備都可滿足。 (二 ) 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 (一 ) 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn) PID焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 6 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)。在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC。但是對(duì)那些要求響應(yīng)時(shí)間小于掃描周期的控制系統(tǒng)則不能滿 足，這時(shí)可以使用智能輸 I/O單元 (如快速響應(yīng) I/O模塊 )或?qū)ｉT的指令 (如立即 I/O指令 )，通過(guò)與掃描周期脫離的方式來(lái)解決。由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，即對(duì)信息串行處理方式，必定導(dǎo)致輸入、輸出延遲響應(yīng)，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。 （ 1）最短響應(yīng)時(shí)間 如果在 一個(gè)掃描周期剛結(jié)束之前收到一個(gè)輸入信號(hào)，在下一個(gè)掃描周期之前進(jìn)入輸入采樣階段，這個(gè)輸入信號(hào)就被采樣，使輸入更新，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最短。由于 PLC 的這種周期循環(huán)掃描工作方式，決定了響應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短與收到輸入信號(hào)的時(shí)刻有關(guān)。它由輸入電路的時(shí)間常數(shù)、輸出電路的時(shí)間常數(shù)、用戶語(yǔ)句的安排和指令的使用、 PLC 的循環(huán)掃描方式以及 PLC 對(duì) I/O 的刷新方式等部分組成。指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短、指令的種類和 CPU 執(zhí)行速度有很大關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)掃描過(guò)程中，輸入采樣和輸出刷新所占時(shí)間較少，執(zhí)行指 令的時(shí)間占了絕大部分。 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 5 PLC 在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值為 ～ 100ms。當(dāng) PLC 處于停止模式時(shí)，只執(zhí)行以上兩種的操作。 在內(nèi)部處理階段， PLC 檢查 CPU 模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些其他內(nèi)部工作。 在運(yùn)行狀態(tài)， PLC 通過(guò)反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。圖 停止兩種狀態(tài)下 PLC 不同的掃描過(guò)程。運(yùn)行狀態(tài)是執(zhí)行應(yīng)用程序的狀態(tài)。 3．輸出處理 程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的 Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)， PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸 出映象寄存器讀出對(duì)應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，存入有關(guān)器件寄存器中。 2．程序執(zhí)行 根據(jù) PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在此階段，順序讀入所有 輸入端子的通端狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映象寄存器。 （ 1）內(nèi)部處理階段： 在此階段， PLC 檢查 CPU 模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器，以及完成停止 內(nèi)部處理 通信操作 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處理 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 4 一些其它內(nèi)部工作。在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。 5）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 4）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如 30 秒）。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。 2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答 控制開(kāi)關(guān) REST/START，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。從而使競(jìng)賽真正達(dá)到公正、公平、公開(kāi)。早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過(guò)發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號(hào)碼。 6．體積小，重量輕，工耗低 隨著電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大， PC 技術(shù)及其產(chǎn)品仍在繼續(xù)發(fā)展，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，功能日益增強(qiáng)，性價(jià)比越來(lái)越高。 4．功能強(qiáng)，通用性好現(xiàn)代 PC 具備很強(qiáng)的信息處理功能和輸出控制能力，它既可以對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制又可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。它與繼電器控制原理圖類似，具有直觀、清晰、修改方便、易掌握等優(yōu)點(diǎn)。 、易于掌握這是 PC 優(yōu)于微機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)。 (2) 硬件設(shè)計(jì)采用模塊式結(jié)構(gòu)并采取屏蔽、濾波、隔離、聯(lián)鎖等一系列抗干擾技術(shù) ,同時(shí)增加輸出聯(lián)鎖、環(huán)境檢測(cè)與故障診斷等提高